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計算機組成原理(三)儲存器的層次結構

組成原理(三)儲存器的層次結構

第三章 儲存器的層次結構

3.1 儲存器分類

  1. 按儲存介質分類
    (1)半導體儲存器:
            TTL,MOS,SSD。
            易失
    (2)磁表面儲存器:
            磁頭,載磁體
            非易失
    (3)磁芯儲存器:
            硬磁材料,環狀元件
            非易失
    (4)光碟儲存器:
            鐳射,慈光
            非易失

  2. 按存取方式
    (1)存取時間與實體地址無關 (隨機存取
            類比於資料結構中的線性表陣列(取陣列某個元素的時間和實體地址無關,只和index有關)
            (a)隨機儲存器:程式執行過程中可讀可寫
            (b)只讀儲存器:程式執行過程中只讀
    (2)存取時間與實體地址有關(序列訪問
            類比於資料結構中的連結串列
            (a)順序存取儲存器:磁帶
            (b)直接存取儲存器:磁碟(根據實體地址,直接移動磁頭)

  3. 按在計算機中的作用分類
    (1)主存
            (a)RAM:作業系統被載入到RAM
                    SRAM:(Static Random Access Memory)靜態隨機儲存器。常用製作二級快取。
                                    不必重新整理電路就能儲存資料。但體積大,整合度低
                    DRAM:(Dynamic Random Access Memory)動態隨機存取儲存器。常用語製作系統記憶體
                                    DRAM用電容儲存資料,需要定時充電,重新整理電路,否則出處的資料丟失。整合度高
            (b)ROM:儲存機器自檢和載入程式,BIOS等程式
                    MROM:(Mask Read-Only Memory)掩模式只讀儲存器。MROM的內容在出廠前一次寫入,之後不能更改
                    PROM:(Programmable Read-Only Memory)-可程式設計只讀儲存器。只能寫入一次資料的只讀儲存器,寫入錯誤只能更換儲存晶片
                    EPROM:(Erasable Programmable Read Only Memory)可擦除可程式設計只讀暫存器
                    EEPROM: (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory),電可擦可程式設計只讀儲存器。SSD
    (2)輔存
            磁碟,磁帶,光碟

3.2 儲存器的儲存結構

  1. 儲存結構綜述
    (1)cpu只能和主存,cache進行資料互動,而不能直接獲得輔存的資料
    (2)輔存的資料只能調入主存,不能直接進入快取中。
    (3)輔存到主存的對映是由OS作業系統管理的。但是主存和輔存之間的一個對映關係被放到TLB中,TLB在cache中。
    (4)虛擬儲存中的頁表,段表,段頁表被放到了主存中。cpu通過頁表訪問輔存時,發現缺頁中斷,就會先暫停程式的執行,先把資料調到記憶體

  2. 主存
    (1)主存的基本結構
    image.png-9.5kB
    (2)主存和CPU的聯絡
         image.png-5.4kB
  3. 主存中儲存單元地址的分配
    (1)定址的個數有2個因素:
           (a)地址線的個數:這是記憶體中總的可定址位元組數
           (b)一個地址所佔用的位元組數:表明了一個記憶體單元,佔用多少個位元組
    (2)=記憶體可定址的總位元組數多少位元組形成一個記憶體單元=可定址數

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